เจ้าชายเฟลิเปทรงศึกษาที่โรงเรียนเอกชน Santa Maria de los Rosales ในประเทศสเปนจนถึงชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น ซึ่งระหว่างที่ศึกษาอยู่นั้นมิได้รับสิทธิพิเศษใด ๆ เพราะช่วงนั้นสเปนยังอยู่ในยุคเผด็จการทหาร และเสด็จพ่อของพระองค์ยังมิได้ขึ้นเป็นกษัตริย์ ต่อมาทรงเข้ารับการศึกษาระดับมัธยมปลายที่ Lakefield College School ประเทศแคนาดา ซึ่งเป็นโรงเรียนประจำที่ราชนิกูลจากราชวงศ์ต่าง ๆ ในยุโรปและทายาทตระกูลเก่าแก่มากมายจากทั่วโลกเลือกเป็นสถานศึกษา จากนั้นทรงศึกษาต่อระดับปริญญาตรีที่ Autonomous University of Madrid วิชาเอกนิติศาสตร์ วิชาโทเศรษฐศาสตร์ และสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทสาขาความสัมพันธ์ระหว่างประเทศจาก Georgetown University ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี.